| 研究課題/領域番号 |
19K06346
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| 研究機関 | 群馬工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
大和田 恭子 群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (10203952)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 土壌改良資材 / 線虫 / バイオマス / 活性汚泥 |
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| 研究実績の概要 |
農作物の植物寄生性線虫被害による経済的損失は世界で年間数十兆円と見積られ、連作障害抑止が第一の植物寄生性線虫被害の防除とされている。その防除の唯一の方法とされる化学農薬に代わる新たな土壌改良資材の開発を進めてきている。地域の特性を生かした未利用バイオマスを用いた化学農薬に代わる土壌改良資材として、県内産杉バーク、Bacillus属細菌優占化を確認した下水処理場・し尿処理場からの活性汚泥等を用いて作製し、ヤマトイモ圃場への投入試験により、連作障害抑制効果が認められる混合比率を決定した。また、生物指標としてBacillusu属細菌と自活性線虫が有効であることを見出した。それら生物指標の改良資材の単位重量当たりの有効個体数を算定した。開発した土壌改良資材の投入量を本研究以前に実施したコンニャクイモ圃場試験結果から推定し、本研究期間に実施したヤマトイモ実圃場試験で植物寄生性線虫抑制効果をもたらす投入量を確認することができた。線虫のDNA解析用のプライマーを独自に設計・開発した。以上の結果は、論文として発表した（K. Owada et al., Transaction of GIGAKU, 2020）。ヤマトイモ実圃場試験で、圃場から4種類の植物寄生性線虫種が確認されたが、ヤマトイモ自体にはそのうち1種の植物寄生性線虫のみが確認された。県内の特定地区に限定した実圃場試験結果では、特定種の植物寄生性線虫種がヤマトイモへ寄生していた。土壌改良資材中の捕食性線虫および雑線虫によって生育・個体数が抑制される特定種がある可能性も示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度は、新型コロナウィルス感染拡大の影響を学内外で受け、農家の協力を得てのヤマトイモ圃場試験の実施が十分に行えなかった。採取できたヤマトイモ圃場試料および改良資材の原料のひとつである杉バークから分離した線虫のDNA解析をするとともに、隣県のエダマメ農家からの依頼を受けてエダマメ圃場への土壌改良資材投入試験の解析を実施した。ヤマトイモ圃場の植物寄生性線虫被害抑制効果が認められた土壌改良資材にエダマメ圃場被害に適合した改良を加え、圃場投入試験を行った。エダマメ圃場の被害は、葉の黄緑色化に伴うものであったことから、ダイズシストセンチュウによるものと考え、ダイズに由来するオカラを杉バークおよび活性汚泥による土壌改良資材作製時に追加し、オカラがダイズシストセンチュウの孵化誘引剤となることを想定して試験を行った。その結果、最も効果が顕著であった試験は、改良資材投入前は、平均120頭/100g乾土に対し、改良資材投入区では線虫数は平均5.3頭/100g乾土であった。シストセンチュウはDNA解析によりダイズシストセンチュウであり、開発してきた改良資材は、オカラを添加することでエダマメ圃場におけるダイズシストセンチュウ被害抑制効果をもたらすことが示された。改良資材の圃場への投入量は、ヤマトイモ圃場試験で植物寄生性線虫効果が認められた量と同量とした（3トン/10a）。この結果は、日本線虫学会（2021）において口頭発表を行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
新型コロナウィルス感染の影響により実施できなかった実験を中心に進める。特に、生物指標としてピックアップした自活性線虫によるバイオマス利活用型の改良資材の研究は我々の研究が発端となっている独創的な側面をもつものである。開発した改良資材の原材料として用いている県産の杉バークからもたらされる線虫、特に捕食性線虫を含む自活性線虫種を調査する。未利用バイオマスとして、杉や松のバークは活用用途がほとんどない状況であることから、ヤマトイモ等に寄生する線虫被害抑制に有効であることや抑制効果をもたらす自活性線虫種がDNA解析によって明らかになれば、未利用バイオマスの有効活用とともに持続可能な社会の実現につながる。さらに、本年度の研究の進捗状況に記載したシストセンチュウ被害抑制にも我々が開発した土壌改良資材にマイナーな改良を加えることだけで有効であれば、非常に汎用性の高いバイオマス利活用型改良資材となり得る。作物の特性を踏まえた孵化誘引物質を開発済みの改良資材に添加することでエダマメ圃場試験での大幅なシスト数減少を認めたことから引き続きシストセンチュウ被害への抑制も実施していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウィルス感染に関連し、開発中の改良資材の原料の入手およびヤマトイモ実圃場試験協力農家からの定期的解析試料の入手が困難になったこと、本申請者の近親者の感染関連の事態が加わり、計画していた試料の解析に一定期間着手できなかったため、次年度使用額が生じた。
前述の感染拡大による影響は次年度払拭される見込みであることから、開発中の改良資材の原料毎の材料入手および実験に供されている実圃場の試料を得た後、DNA抽出および解析のための試薬として物品費を使用し、シーケンス解析委託にその他の費用を使用する計画である。
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